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    作者；張毅

  稻谷經(jīng)礱谷機(jī)脫殼后成為糙米，糙米再經(jīng)過(guò)加工碾去皮層和胚，留下的胚乳即為大米，也稱精白米。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)大米的色、香、味及口感等方面的要求越來(lái)越高，由此而來(lái)大米的加工精度也越來(lái)越高，大米的微量元素保留率、各種營(yíng)養(yǎng)成分（除淀粉外）也呈大幅度降低趨勢(shì)。大米中微量元素的含量并不豐富，見(jiàn)表1。

值要比精白米高，特別是膳食纖維、礦物質(zhì)微量元素和維生素含量明顯高于精制大米。但由于糙米皮層含有大量纖維素，作為主食直接食用不利于人體正常的消化吸收，另外糙米的吸水性和膨脹性較差，用糙米煮飯，時(shí)間長(zhǎng)、出飯率低，且顏色深、口感差。

    北蟲(chóng)草，又稱北冬蟲(chóng)夏草、蛹蟲(chóng)草，其營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值可與冬蟲(chóng)夏草媲美，其主要功效成分蟲(chóng)草素的含量甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了野生冬蟲(chóng)夏草。蟲(chóng)草素即3’一脫氧腺嘌呤核苷，是一種核苷類抗生素。蟲(chóng)草素具有抗癌，抗菌，消炎，抗病毒，調(diào)節(jié)人體內(nèi)分泌和增強(qiáng)人體免疫功能，具有良好的臨床應(yīng)用前景。研究表明蟲(chóng)草素有抗菌抗病毒、抗腫瘤，增強(qiáng)免疫力，調(diào)節(jié)代謝和預(yù)防心血管疾病等作用。

    由于天然冬蟲(chóng)夏草資源的短缺與消費(fèi)者對(duì)相關(guān)蟲(chóng)草資源的旺盛需求，促進(jìn)了以大米為培養(yǎng)基的人工栽培北蟲(chóng)草生產(chǎn)規(guī)模的大幅增長(zhǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2013年北蟲(chóng)草日均產(chǎn)量為11.85 t。而以大米或碎大米為原料的北蟲(chóng)草子實(shí)體被采收后，殘留了大量的廢棄培養(yǎng)基。研究表明（表2），北蟲(chóng)草培養(yǎng)基中蟲(chóng)草素的含量與子實(shí)體相近甚至更高。蟲(chóng)草培養(yǎng)基中蛋白質(zhì)的淀粉含量較高，蛋白質(zhì)達(dá)16.5 g/100 g，氨基酸含量為11.7%，故蟲(chóng)草培養(yǎng)基有較高的利用價(jià)值。

    蟲(chóng)草復(fù)合米是通過(guò)將蟲(chóng)草培養(yǎng)基和糙米粉碎、配比、制粒、烘干等一系列工序精制而成的新型主食。蟲(chóng)草復(fù)合米食用方便，口感細(xì)膩，營(yíng)養(yǎng)全面，易消化吸收；蟲(chóng)草復(fù)合米不易產(chǎn)生“回生”現(xiàn)象，便于長(zhǎng)期存儲(chǔ)。

1  材料與方法

1.1材料和試劑

    糙米，購(gòu)于武商量販超市（品牌：燕之坊）；蟲(chóng)草培養(yǎng)基由湖北省農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所提供。

    淀粉酶：河南豫中生物有限公司。

    五水合硫酸銅、硫酸鉀、碘化鉀、氫氧化鈉、五水合硫代硫酸鈉、甲基紅、無(wú)水乙醚、95%乙醇、硫酸、鹽酸、硼酸、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑等均為分析純：國(guó)藥集團(tuán)；乙腈（色譜純）：德國(guó)Merck公司。

1.2試驗(yàn)儀器與設(shè)備

    FW100高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司；RVA super4快速黏度分析儀：瑞典波通；Q-10型差示掃描量熱儀：美國(guó)TA公司；DS32Ⅱ雙螺桿擠壓膨化機(jī)：濟(jì)南賽信機(jī)械有限公司；TG16-WS臺(tái)式高速離心機(jī)：湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開(kāi)發(fā)有限公司；SB-5200 DTN超聲波清洗機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限公司；Aailent 1260高效液相色譜儀。

1.3蟲(chóng)草復(fù)合米的加工工藝

    復(fù)合米加工技術(shù)是人造米加工技術(shù)的改進(jìn)和延伸，人造米加工技術(shù)最先由美國(guó)的Cox J和Cox D在20世紀(jì)80年代后期研究開(kāi)發(fā)而成[9] 。加工工藝為：

    原料->粉碎->混合調(diào)質(zhì)->制粒->冷卻->微波烘干

->振動(dòng)冷卻->分級(jí)->包裝

    蟲(chóng)草培養(yǎng)基和糙米分別粉碎后，按照一定比例加入攪拌器，添加適量水分，在攪拌機(jī)內(nèi)充分混合調(diào)質(zhì)，然后送入雙螺桿擠壓機(jī)。在擠壓機(jī)內(nèi)，物料受到高強(qiáng)度的剪切、擠壓和高溫成熔融狀態(tài)，淀粉限制性糊化，然后在高壓下從機(jī)頭�？滋帞D出，被旋切刀切成米粒形狀。

    米粒在風(fēng)機(jī)的作用下，冷卻、分散、輸送進(jìn)入涼米器進(jìn)行冷卻，冷卻一段時(shí)間后，送人微波烘干機(jī)進(jìn)行烘干，達(dá)到安全水分后，再次冷卻、分級(jí)和包裝。

1.4蟲(chóng)草復(fù)合米制備單因素試驗(yàn)

1．4.1蟲(chóng)草培養(yǎng)基的含量

    蟲(chóng)草培養(yǎng)基的含量關(guān)系到蟲(chóng)草素的含量，通過(guò)預(yù)試驗(yàn)得知通過(guò)雙螺桿擠壓過(guò)程后蟲(chóng)草素的含量損失極少，可以忽略影響，但考慮到蟲(chóng)草培養(yǎng)基的添加量對(duì)復(fù)合米的糊化度影響，故以復(fù)合米的糊化度作為目標(biāo)值對(duì)蟲(chóng)草培養(yǎng)基的添加量進(jìn)行選擇。擬定原料水分為40%，套筒溫度為80℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250 r/min，考察不同的蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量對(duì)復(fù)合米的影響。

1.4.2原料水分

    以復(fù)合米的糊化度作為目標(biāo)值對(duì)原料水分進(jìn)行選擇。選取蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量為30%，預(yù)定套筒溫度為80℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250r/min，考察不同的水分含量對(duì)復(fù)合米的影響。

1.4.3套筒溫度

    雙螺桿擠壓機(jī)主要分三區(qū)，第1區(qū)為喂料區(qū)，第Ⅱ區(qū)為擠壓區(qū)，第Ⅲ區(qū)為熟化區(qū)，試驗(yàn)第1區(qū)喂料區(qū)選擇80 0C，第Ⅲ區(qū)熟化區(qū)為70 0C，主要考慮第Ⅱ區(qū)擠壓區(qū)不同溫度對(duì)蟲(chóng)草復(fù)合米的成型影響。擠壓室溫度越高，糊化度越高。反之，糊化度越低。為保證復(fù)合米具有良好的蒸煮性能和感官品質(zhì)，工藝對(duì)原料進(jìn)行限制性糊化。

    擬定蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量為30%，原料水分為45%,螺桿轉(zhuǎn)速為250 r/min，考察不同的套筒溫度對(duì)復(fù)合米的影響。

1.4.4螺桿轉(zhuǎn)速

    螺桿轉(zhuǎn)速也影響糊化度，轉(zhuǎn)速越大，物料在機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間越短，糊化度越低。以復(fù)合米的糊化度作為目標(biāo)值對(duì)螺桿轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。選取蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量為30%，原料水分為45%，套筒溫度為100℃，考察不同的螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)復(fù)合米的影響。

1.5蟲(chóng)草復(fù)合米制備正交試驗(yàn)

    以單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，選取蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量、原料水分、螺桿轉(zhuǎn)速和套筒溫度為因素，以糊化度為指標(biāo)，進(jìn)行了正交試驗(yàn)。

1.6蟲(chóng)草復(fù)合米的營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定及分析

1.6.1蟲(chóng)草素的測(cè)定

    對(duì)核苷物質(zhì)的檢測(cè)方法，主要分為光譜法和色譜法兩類，色譜法主要包括有薄層色譜掃描法( TLCS)、毛細(xì)管電泳法、高效液相色譜法( HPLC)和紫外光分光光度法等，而目前較多的用于測(cè)定蟲(chóng)草素的方法是HPLC法。蟲(chóng)草素的測(cè)定依照NYT 2116-2012“蟲(chóng)草制品中蟲(chóng)草素和腺苷的測(cè)定高效液相色譜法”。

1.6.2基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)成分

    蛋白質(zhì)的測(cè)定，GB 5009.5-2010“食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定”；脂肪的測(cè)定，GB/T5512-2008“糧油檢驗(yàn)糧食中粗脂肪含量測(cè)定”；淀粉含量的測(cè)定，GB/T 5009.9-2008“糧油檢驗(yàn)糧食、油料中淀粉含量測(cè)定”；水分含量的測(cè)定，GB 5497-1985“糧食、油料檢驗(yàn)水分測(cè)定法”。

1.7 RVA測(cè)定

    用快速黏度分析儀測(cè)定淀粉黏滯特性，用TCW( Thermal cycle for windows)配套軟件進(jìn)行分析。測(cè)定按AACC規(guī)程(199561-2002)要求，即含水率不同，對(duì)應(yīng)稱取糙米粉或復(fù)合米粉不同，加蒸餾水的量不同。

    測(cè)定中，加熱過(guò)程從25 0C開(kāi)始至95 0C，以120C/min的速率進(jìn)行加熱，然后在95℃保溫3 min;冷卻過(guò)程從95℃開(kāi)始至25℃，以12℃/min的速率進(jìn)行冷卻，然后在25℃保溫5 min[11]。

    攪拌器初始10 s內(nèi)轉(zhuǎn)速為960 r/min，之后維持在160 r/min。淀粉的黏滯性用以RVU為單位的黏滯性譜( RVA)來(lái)表示，1 RVU-12 mPa．s。

1.8 DSC測(cè)定

    用杜邦坩堝稱取5 mg左右的糙米粉或復(fù)合米粉，按1:2（質(zhì)量比）的比例加入重蒸水，制備成樣品，密封后置于4 0C冰箱中隔夜平衡，用差示掃描量熱儀( DSC)進(jìn)行測(cè)定。掃描溫度范圍為10℃~100 0C，掃描速率為100C/min。測(cè)定時(shí)以空坩堝作為對(duì)照，載氣為氮?dú)�，氮�(dú)獾牧魉贋?0 mUmin。

1.9糊化度

    糊化度按照酶水解法進(jìn)行。

2結(jié)果與討論

2.1單因素試驗(yàn)

2.1.1蟲(chóng)草培養(yǎng)基的含量

    依照初定的水分含量、套筒溫度和螺桿轉(zhuǎn)速，分別選取20%，25%，30%，35%和40%的蟲(chóng)草素培養(yǎng)基添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)（見(jiàn)圖1）。從圖1可以看出當(dāng)蟲(chóng)草素培養(yǎng)基含量為20%～25%糊化度呈上升趨勢(shì)，25%～30%時(shí)糊化度下降，30%～400/0時(shí)糊化度隨蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量增加而升高，其中蟲(chóng)草培養(yǎng)基為30%時(shí)，糊化度最低。蟲(chóng)草素復(fù)合米以糊化度為標(biāo)準(zhǔn)，糊化度越低越好，因此，選擇30%的蟲(chóng)草素培養(yǎng)基添加量。

2.1.2套筒溫度

    根據(jù)蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量的單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量為30%、水分含量為40%、螺桿轉(zhuǎn)速為250 r/min，分別選取套筒溫度為70℃，80℃，90℃，100℃和110℃，進(jìn)行單因素試驗(yàn)（見(jiàn)圖2）。從圖2可以看出當(dāng)套筒溫度為70℃~80℃，糊化度隨溫度升高而升高，當(dāng)溫度在800C~90℃時(shí)，糊化度隨溫度升高而降低，在90℃～110℃糊化度隨溫度升高而升高，其中溫度為90 0C，糊化度最低。

2.1.3原料水分

    根據(jù)蟲(chóng)草培養(yǎng)基和套筒溫度的單因素試驗(yàn)，選取蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量為30%、套筒溫度為90℃、螺桿轉(zhuǎn)速為250 r/min，分別選取含水量35%，40%，45%，50%和55%進(jìn)行單因素試驗(yàn)（見(jiàn)圖3）。從圖3可以看出當(dāng)水分含量在30%~35%糊化度隨水分含量增加而增加，當(dāng)水分含量為35%~40%糊化度隨水分增加而降低，在40%~50%糊化度隨水分含量增加而升高，其中水分含量為40%時(shí)，糊化度最低。

2.1.4螺桿轉(zhuǎn)速

    根據(jù)蟲(chóng)草培養(yǎng)基、水分含量和套筒溫度單因素試驗(yàn)，選取蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量為30%、套筒溫度為90℃、水分含量為40%，分別選取螺桿轉(zhuǎn)速為200，250，300, 350和400 r/min進(jìn)行單因素試驗(yàn)（見(jiàn)圖4）。從圖4可以看出當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速為300 r/min時(shí)，糊化度最低。

2.2正交試驗(yàn)

    選取蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量、含水量、套筒溫度和螺桿轉(zhuǎn)速四個(gè)主要參數(shù)為因素，采用L(45)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（見(jiàn)表3）。

    按照表4，最優(yōu)方案條件：A4B1C2D2，蟲(chóng)草素含量為35%，含水量為35%，套筒溫度為90℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300 r/min進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到樣品，相同方法測(cè)得糊化度為68.13%，從而得出蟲(chóng)草復(fù)合米的最優(yōu)方案是：蟲(chóng)草素含量為35%，含水量為35%，套筒溫度為90℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300 r/min。

    通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，以糊化度為目標(biāo)值，再通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)，得出成型較好的蟲(chóng)草復(fù)合米的最優(yōu)方案是蟲(chóng)草素含量為35%，含水量為35%，套筒 溫度為90℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300 r/min。

  2.3蟲(chóng)草復(fù)合米的安全性評(píng)價(jià)及營(yíng)養(yǎng)分析

  2.3.1  蟲(chóng)草復(fù)合米的安全性評(píng)價(jià)

    根據(jù)衛(wèi)生部《保健食品檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（2003版）對(duì)人工培養(yǎng)的蛹蟲(chóng)草（北蟲(chóng)

草）進(jìn)行了急性毒性、小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)、小鼠精子畸形試驗(yàn)、Ames試驗(yàn)和大鼠30 d喂養(yǎng)試驗(yàn)。結(jié)果表明，蛹蟲(chóng)草對(duì)雌、雄小鼠和雌、雄大鼠進(jìn)行急性毒性試驗(yàn)，結(jié)果該樣品LD50>10.0 g/kg．BW，屬實(shí)際無(wú)毒物質(zhì)；Ames試驗(yàn)、小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)和小鼠精子畸變?cè)囼?yàn)等三項(xiàng)遺傳毒性試驗(yàn)檢測(cè)均為陰性；30 d喂養(yǎng)試驗(yàn)3個(gè)劑量組大鼠各項(xiàng)指標(biāo)與對(duì)照組比較均無(wú)顯著性差異。證實(shí)蛹蟲(chóng)草屬實(shí)際無(wú)毒級(jí)。

    根據(jù)蛹蟲(chóng)草的毒理學(xué)試驗(yàn)和對(duì)蟲(chóng)草復(fù)合米的原料分析，可知蟲(chóng)草復(fù)合米是安全性高的，日常食用有助于人體對(duì)蟲(chóng)草素的吸收和利用。2.3.2蟲(chóng)草復(fù)合米的營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定及分析

2.3.2.1蟲(chóng)草素的測(cè)定

    圖5質(zhì)量濃度為5 ug/mL的蟲(chóng)草素標(biāo)準(zhǔn)品液相色譜圖，保留時(shí)間為7.501 min,峰面積為325.900，峰高為28.900。

    圖6為蟲(chóng)草復(fù)合米液相色譜圖，保留時(shí)間為7.463min，峰面積為165.355，峰高為14.862。

    由表5和圖7可知，蟲(chóng)草復(fù)合米樣品溶液中蟲(chóng)草素的質(zhì)量濃度為2.57 ug/mL，從而得知蟲(chóng)草復(fù)合米中蟲(chóng)草素的含量為0.514 g/kg。2.3.2.2基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)成分（參見(jiàn)表6）

2.4 RVA測(cè)定

    快速黏度分析儀( RVA)特征值主要用峰值黏度、崩解值、最終黏度和回生值等表示（見(jiàn)表7和圖8）。

    崩解值、最終黏度和回生值低于糙米，其峰值時(shí)間則高于糙米。表明蟲(chóng)草復(fù)合米具有良好的熱糊穩(wěn)定性和冷糊穩(wěn)定性，感官品質(zhì)較普通糙米好。

2.5 DSC測(cè)定

  結(jié)果（見(jiàn)表8和圖9）表明，復(fù)合米的起始溫度、

峰值溫度高于糙米，熱焓值低于糙米，這種現(xiàn)象可以

解釋為：玻璃態(tài)向高彈態(tài)的轉(zhuǎn)變實(shí)際上是淀粉鏈段

從有序到無(wú)序的過(guò)程，而復(fù)合米經(jīng)過(guò)擠壓已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了

一定程度的無(wú)序化。所以在轉(zhuǎn)變過(guò)程中所需的熱量

要少。

3結(jié)論

    1)蟲(chóng)草復(fù)合米的最優(yōu)參數(shù)條件是：蟲(chóng)草素含量為35%，含水量為35%，套筒溫度為90 0C，螺桿轉(zhuǎn)速為300 r/min。

2)蟲(chóng)草復(fù)合米安全性加好，營(yíng)養(yǎng)豐富，淀粉含量變化很小，蛋白質(zhì)和脂肪的含量增加，蟲(chóng)草素的含量為0.514 g/kg。

4摘要

以糙米為主要原料，輔以蟲(chóng)草培養(yǎng)基，通過(guò)雙螺桿擠壓技術(shù)制備富含蟲(chóng)草素的糙米復(fù)合米。選取蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量、含水量、套筒溫度、螺桿轉(zhuǎn)速四個(gè)技術(shù)參數(shù)為主要因素，制得糊化度較低的富含蟲(chóng)草素的糙米復(fù)合米（簡(jiǎn) 稱蟲(chóng)草復(fù)合米），得到最佳參數(shù)。通過(guò)快速黏度儀(RVA)、差示量熱掃描儀(DSC)等測(cè)得品質(zhì)指標(biāo)。最佳工藝參數(shù)為：蟲(chóng)草培養(yǎng)基含量35%、含水量35%、套筒溫度90℃、螺桿轉(zhuǎn)速300 r/min。檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示蟲(chóng)草復(fù)合米的蛋白質(zhì)、脂肪以及蟲(chóng)草素含量明顯高于原糙米。